Aggiornamento normativa UNI 11442:2015. Matteo Fiori

Transcript

1 Aggiornamento normativa UNI 11442:2015

2 L assenza del processo di progettazione 2

3 L assenza del processo di progettazione 3

4 Indice 4 Indice della presentazione: 1. calcolo dell azione del vento in parte corrente e particolare; 2. tipologia di fissaggi meccanici; 3. individuazione della resistenza del singolo fissaggio; 4. definizione del numero di fissaggi per unità di superficie; 5. schema grafico dei fissaggi sulla copertura; 6. indicazioni progettuali.

5 Vento 5 Il calcolo dell azione del vento è effettuato in base al DM e successive circolari esplicative. Nelle zone di discontinuità della forma esterna della costruzione, possono insorgere fenomeni locali di separazione di scia e distacco dei vortici, tali da incrementare sensibilmente il valore assoluto del coefficiente di pressione. Si deve quindi fare riferimento anche alla UNI EN :2010. NOTA IMPORTANTE: È necessario progettare ogni interfaccia fra gli elementi e strati della copertura in maniera tale che l azione del vento venga trasmessa fino all elemento resistente che è, normalmente, quello portante.

6 Vento 6

7 Vento 7

8 Vento 8

9 Vento 9

10 Vento 10

11 Vento 11 Il coefficiente Cp è dato dalla somma di Cp i + Cp e e dipende dalla morfologia dell involucro. Cp = Cp i +Cp e

12 Vento 12 La UNI EN definisce, per il coefficiente Cpe, valori molto specifici in relazione alla geometria della copertura. Il valore da utilizzare è il Cpe,10. La direzione dei vento deve essere considerata nelle due direzioni principali. e = b o 2h

13 Vento 13 Per ogni zona della copertura la pressione del vento è differente. Le zone maggiormente sollecitate arrivano anche ad avere una pressione superiore di circa 3 volte rispetto a quella corrente!

14 Vento 14 Nella norma sono indicati i coefficienti per moltissimi tipi di situazioni:

15 Vincoli 15 Il vincolo deve essere progettato in modo tale da avere la capacità di resistere alle sollecitazioni dinamiche causate dall'azione del vento, senza rotture del sistema che possono riguardare: 1) gli elementi di fissaggio puntuale o lineari: a) mediante rottura dell asta di fissaggio: - per trazione assiale, dovuta al superamento della relativa resistenza a rottura del materiale, - per taglio, dovuta al superamento della relativa resistenza a rottura del materiale, - per flessione, dovuta al superamento della relativa resistenza a rottura del materiale - per compressione, dovuta al superamento della relativa resistenza a rottura del materiale; b) mediante rottura/distacco della placchetta/manicotto dall asta del fissaggio; - per rottura della placchetta/manicotto, dovuta a vari meccanismi;

16 Vincoli 16 2) il collegamento tra i fissaggi puntuali o lineari e l elemento portante o, in genere, l elemento di contrasto all azione del vento (a esempio l elemento di supporto), mediante distacco dell asta di fissaggio dall elemento portante/elemento di contrasto: 3) la giunzione tra membrane: 4) la membrana: - per estrazione della sola asta del fissaggio, dovuta al superamento del valore di pull-out; - per svitamento del fissaggio dovuto ad azione pulsante del vento sulla membrana; - per apertura del giunto di sovrapposizione tra membrane; - per rottura della membrana attorno alla placchetta (sbottonamento); - per distacco della membrana impermeabilizzante dalla placchetta. - per lacerazione della membrana in corrispondenza del fissaggio.

17 Tipologia vincoli meccanici 17 sistema di vincolo meccanico: sistema che permette di contrastare l azione del vento tramite fissaggi puntuali o lineari vincolati a un supporto resistente all azione del vento. Esso è generalmente composto da un asta di fissaggio con o senza tassello e da una placchetta o un manicotto. Il sistema di vincolo meccanico può essere: di tipo passante attraverso l elemento di tenuta; di tipo non passante, a induzione. Il sistema di vincolo per induzione è ottenuto mediante adesione per saldatura della membrana impermeabilizzante alla superficie superiore della placchetta di fissaggio, opportunamente trattata e vincolata all elemento che può sopportare l azione del vento.

18 Tipologia vincoli meccanici 18 passante non passante, a induzione

19 Metodo di calcolo base per elemento di tenuta 19 Il numero di fissaggi per unità di superficie è determinabile secondo la seguente formula [1]: n = F w / W adm dove: F w è l azione del vento di progetto per unità di superficie, generalmente valutata in Newton al metro quadrato (N/m 2 ); W adm è il valore di resistenza di progetto all'azione del vento del sistema composto dalla membrana, dal fissaggio e dal supporto, individuabile secondo quanto indicato al punto della ETAG006 (corrispondente anche a W corr, così come indicato al punto 10.1 della EN 16002, diviso 1.5). Fermo restando quanto risultante dalla formula, il numero minimo di fissaggi per membrane impermeabilizzanti, per metro quadrato, deve essere pari a TRE per le zone d angolo, DUE per le fasce perimetrali e UNO per le zone centrali.

20 Metodo di calcolo semplificato per elemento di tenuta 20 Qualora non fosse possibile effettuare il calcolo secondo il primo metodo, è necessario utilizzare una membrana flessibile per impermeabilizzazione con una resistenza a lacerazione sia longitudinale che trasversale pari a 150 N (EN o EN a seconda del tipo di membrana) e considerare un valore di resistenza all azione del vento di ogni fissaggio pari al minore fra il valore di 400 N e il valore di resistenza a estrazione del fissaggio meccanico dal supporto, secondo la formula seguente: n = F w / [min (400 N, F adm )] dove: F w è l azione del vento di progetto per unità di superficie, generalmente valutata in Newton al metro quadrato (N/m 2 ); F adm è il valore di resistenza a estrazione di progetto del supporto del sistema, così come definito al punto 8 della norma. Fermo restando quanto risultante dalla formula, il numero minimo di fissaggi per membrane impermeabilizzanti, per metro quadrato, deve essere pari a TRE per le zone d angolo, DUE per le fasce perimetrali e UNO per le zone centrali.

21 Metodo di calcolo per elemento termoisolante 21 Il metodo di calcolo definisce il numero di fissaggi meccanici necessari per fissare un elemento termoisolante o un elemento termoisolante preaccoppiato a un elemento di tenuta, mediante fissaggio meccanico, all elemento portante/strato di supporto, nel caso in cui la resistenza all estrazione da vento sia conferita al sistema dall'elemento termoisolante medesimo. Il numero di fissaggi per unità di superficie è il seguente: dove: F w n = F w / [min(tr/1.5; F anch /1.5; F adm, F over /1.5)] è l azione del vento per unità di superficie; TR è il valore di resistenza a trazione perpendicolare alle facce dell elemento termoisolante in accordo alla EN 1607; F anch è il valore di resistenza allo strappo dell elemento termoisolante attraverso il tassello in accordo alla EN (pull through); F adm è il valore caratteristico della resistenza a estrazione del fissaggio meccanico dal supporto; F over è il valore caratteristico della rottura del fissaggio per cedimento della placca o del manicotto. La misura di pull over è realizzata in accordo alle linee guida ETAG006 oppure può derivare da prove e relative dichiarazioni del fornitore.

22 Vincoli progettuali 22 Il numero minimo di fissaggi risultante dal metodo analitico deve soddisfare quanto previsto di seguito allo scopo di garantire la stabilità dimensionale del sistema elemento termoisolante/elemento di tenuta in funzione del tipo di configurazione prevista.

23 Vincoli progettuali 23 Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato in aderenza (termofusione, autoadesione o incollaggio a freddo o a caldo) senza protezione pesante fissa superiore su pannelli termoisolanti vincolati meccanicamente Il minimo numero di fissaggio/pannello o parti separate di pannello termoisolante è il seguente: per pannello con superficie 0,20 m 2 = 1 fissaggio/pannello (fissaggio in corrispondenza del centro); per pannello con superficie > 0,20 m 2 e < 0,40 m 2 = 2 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza di due angoli opposti); per pannello con superficie 0,40 m 2 e < 1,00 m 2 = 4 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli opposti); per pannello con superficie 1,00 m 2 e < 1,80 m 2 = 5 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli e al centro); per pannello con superficie 1,80 m 2 e < 2,00 m 2 = 6 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli, al centro dei due lati lunghi oppure al centro dei pannelli); per pannello o parti di esso con superficie 2,00 m 2 e < 3,00 m 2 = 8 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli, al centro dei due lati lunghi e al centro dei pannelli).

24 Vincoli progettuali 24 Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato in aderenza (termofusione, autoadesione o incollaggio a freddo o a caldo) senza protezione pesante fissa superiore su pannelli termoisolanti vincolati meccanicamente

25 Vincoli progettuali 25 NOTA 1 - Nella scelta del numero minimo di fissaggi è necessario tenere presente che all aumentare della superficie del pannello termoisolante aumentano le mobilità differenziali igrotermiche in corrispondenza dei giunti e, di conseguenza, devono essere esaminate le interazioni con la membrana impermeabile. Il vincolo per adesione è maggiormente in grado di stabilizzare i pannelli termoisolanti. NOTA 2 - Nello schema geometrico di posizionamento dei fissaggi non vengono riportati i pannelli con superficie superiore a 3 m 2 ; nel caso fossero utilizzati dovrà essere previsto un numero di fissaggi 3/m 2 (sempre posizionati sugli angoli e centralmente rispetto alla superficie del pannello). NOTA 3 - I pannelli che presentino una attitudine alla deformazione rispetto al proprio piano principale (imbarcamento), dovuti a meccanismi igrotermici, devono essere stabilizzati. La stabilizzazione, quindi, può comportare un numero di fissaggio superiore a quelli strettamente connessi alle necessità in termini di resistenza all azione del vento.

26 Vincoli progettuali 26 Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili in bitume polimero posato in aderenza (termofusione, autoadesione, incollaggio a freddo o a caldo) con protezione pesante fissa su pannelli termoisolanti vincolati meccanicamente Il numero minimo di fissaggi di stabilizzazione per pannello o sue parti è il seguente: per pannello con superficie 0,40 m 2 = 1 fissaggio/pannello o parti (fissaggio in corrispondenza del centro); per pannello con superficie > 0,40 m 2 e 1,20 m 2 = 2 fissaggi/pannello o parti (fissaggio in corrispondenza di due angoli opposti); per pannello con superficie > 1,20 m 2 e 2,20 m 2 = 3 fissaggi/pannello o parti (fissaggio in corrispondenza di due angoli opposti, rispetto a un lato lungo, al centro, sul bordo del lato lungo opposto); per pannello con superficie > 2,20 m 2 e 3,00 m 2 = 5 fissaggi/pannello o parti (fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli e al centro). NOTA 1 - NOTA 2 - Per pannelli con superficie superiore a 3 m 2, si dovrà prevedere un numero di fissaggi 2/m 2 Per i sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane sintetiche, con protezione pesante mobile o fissa non viene prescritto un numero minimo di fissaggi dei pannelli, in quanto gli stessi potrebbero essere posati anche in totale indipendenza.

27 Vincoli progettuali Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili in bitume polimero posato in aderenza (termofusione, autoadesione, incollaggio a freddo o a caldo) con protezione pesante fissa su pannelli termoisolanti vincolati meccanicamente 27

28 Vincoli progettuali 28 Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato con fissaggio meccanico senza protezione pesante fissa o mobile superiore Il minimo numero di fissaggio di stabilizzazione per pannello o parti separate di pannello (i fissaggi meccanici della membrana andranno a integrare quelli dei pannelli) è il seguente: per pannelli con superficie 0,40 m 2 = 1 fissaggio/pannello (fissaggio in corrispondenza del centro); per pannelli con superficie > 0,40 m 2 e 1,20 m 2 = 2 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza di due angoli opposti); per pannelli con superficie > 1,20 m 2 e 2,20 m 2 = 3 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza di due angoli opposti, rispetto a un lato lungo, al centro e sul bordo del lato lungo opposto); per pannelli con superficie > 2,20 m 2 e 3,00 m 2 = 5 fissaggi/pannello (fissaggio in corrispondenza dei quattro angoli e al centro). NOTA 1 - Non si prendono in considerazione pannelli con superficie superiore a 3 m 2, nel caso fossero utilizzati dovrà essere previsto un numero di fissaggi 2/m 2

29 Vincoli progettuali 29 Sistemi di copertura con elemento di tenuta in membrane flessibili posato con fissaggio meccanico senza protezione pesante fissa o mobile superiore

30 Il supporto strutturale 30 Una delle principali problematiche insite nel calcolo del numero di fissaggi risiede nel fatto che il supporto sul quale essi sono ancorati ha caratteristiche variabili sia in termini di omogeneità locale sia in relazione a differenti modalità di esecuzione. A tal fine si possono avere due casistiche: 1. si conosce il valore di estrazione caratteristico della specifica tipologia di fissaggio meccanico rispetto allo specifico supporto: è di conseguenza utilizzato tale valore nella formula [1] (vedi a esempio ETA specifico del fissaggio); 2. non si conosce il valore di estrazione caratteristico della specifica tipologia di fissaggio meccanico rispetto allo specifico supporto: deve essere effettuato un campionamento mediante prova cosiddetta di pull-out. Il numero minimo di prove da effettuare, distribuite omogeneamente su tutta la superficie, per ogni zona con elementi resistenti differenti e su supporto completamente maturato, deve essere pari almeno a: 4 prove per superficie inferiore ai 1000 m 2 ; 6 prove per superficie maggiore ai 1000 m 2 e inferiore ai 2000 m 2 ; 8 prove per superficie maggiore o uguale ai 2000 m 2. Come minimo il 50% delle prove deve essere effettuato nelle zone d angolo e nelle fasce perimetrali.

31 Il supporto strutturale 31 I risultati ottenuti devono essere utilizzati secondo quanto previsto nella seguente formula: F adm = X / v dove: F adm è il valore di estrazione di progetto per fissaggio (admissible design load); X è il valore medio dei risultati delle prove a estrazione; V è il coefficiente di sicurezza che è pari a: 2,0 per supporti di acciaio 2,5 per supporti in legno e alluminio 3,0 per calcestruzzo (compreso calcestruzzo aerato o alleggerito). È importante che sia definita la profondità di fissaggio nel materiale che costituisce a tutti gli effetti il vincolo resistente al vento, essendo questa una caratteristica essenziale per il valore di estrazione. In fase esecutiva è opportuno accertarsi, mediante opportuno campionamento, dell effettiva profondità di fissaggio nelle varie zone della copertura.

32 Ulteriori indicazioni progettuali 32 Vincolo meccanico dell elemento termoisolante Nel caso di vincolo meccanico, il sistema di fissaggio (placchetta/manicotto - tassello/asta di fissaggio o per induzione), posto al di sotto dell'elemento di tenuta, deve possedere caratteristiche tali da non danneggiare il sovrastante elemento di tenuta, in tutte le condizioni di carico d'esercizio previste. In particolare, l elemento di tenuta non deve potere essere danneggiato dal sistema di vincolo per azioni dovute al pedonamento di operatori sia in fase di esecuzione che di manutenzione. In presenza di elemento termoisolante deformabile è necessario l'impiego di fissaggi con placchetta vincolata sotto testa o l'utilizzo di fissaggi meccanici composti di vite - manicotto in modo da evitare il rischio di punzonamento dell'elemento di tenuta soprastante da parte dell'asta del fissaggio. Tale precauzione è necessaria nel caso di utilizzo di elementi termoisolanti che non garantiscano adeguate prestazioni: stabilità fisico chimica geometrica alle condizioni termoigrometriche di esercizio; resistenza a compressione al 10% della deformazione (EN 826), misurata su elementi isolanti semplici o compositi, maggiore o uguale a 150 KPa su superfici calpestabili in fase di esecuzione e/o esercizio, cioè con pendenza inferiore o uguale a 40. Diversamente sarà necessario utilizzare fissaggi a placchetta vincolata sotto testa o con fissaggi meccanici composti da vite manicotto.

33 Ulteriori indicazioni progettuali 33 Vincolo meccanico dell elemento termoisolante Inoltre: la placchetta/manicotto deve essere nervata o comunque dotata di rigidità tale da evitare sue deformazioni e comprimere l'elemento termoisolante penetrandolo leggermente. La tipologia della placchetta dipende dal tipo di elemento da vincolare: è necessario verificare la documentazione tecnica dello specifico prodotto; l'elemento di collegamento (placchetta/tassello), a corpo composito o a corpo unico, deve essere configurato in modo tale da non danneggiare il sovrastante elemento di tenuta in tutte le condizioni di carico d'esercizio previsto; il sistema di fissaggio, in tutte le sue componenti, deve essere compatibile con gli elementi o strati con cui può venire a contatto e con la metodologia di posa dell elemento di tenuta; il bordo della placchetta deve essere sempre posizionato a una distanza minima di 5 cm dall'accostamento degli elementi termoisolanti; particolare cura deve essere posta nella scelta del materiale termoisolante, in particolare riguardo la sua stabilità dimensionale nelle condizioni termoigrometriche previste dal progetto e in esercizio (stabilità dimensionale e deviazione della planarità) rispetto alla normativa EN 825, con deviazione massima della planarità pari a 5 mm per superfici dell'elemento termoisolante inferiori a 0,75 m 2 e 10 mm per superfici dell'elemento termoisolante superiori a 0,75 m 2.

34 Ulteriori indicazioni progettuali 34 Vincolo meccanico dell elemento di tenuta La dimensione delle giunzioni dei teli deve essere maggiorata, rispetto alla larghezza richiesta per la corretta saldatura, della dimensione della placchetta e, in ogni caso, di almeno 20 mm. Il bordo della placchetta deve essere comunque posizionato distanziato dal bordo del telo di almeno 10 mm. La superficie della placchetta/manicotto deve essere di almeno 14 cm 2. Inoltre: nel caso di elemento di tenuta posizionato in doppio strato o più strati, nella metodologia di fissaggio meccanico puntuale, è necessario ricoprire mediante un fazzoletto di materiale di tenuta il fissaggio stesso, posizionato a livello del primo strato, per ristabilirne la tenuta all acqua; in corrispondenza dei perimetri interni ed esterni della copertura e in corrispondenza dei corpi emergenti, al piede dei risvolti verticali, l eventuale fissaggio meccanico può essere realizzato in orizzontale o verticale mediante elementi di fissaggio puntiformi o barre preforate, posizionati a diretto contatto con la linea di cambio di direzione. la distanza minima fra l asse dei fissaggi di ogni singola fila non deve essere minore di 12 cm.

35 Ulteriori indicazioni progettuali 35 Posa delle membrane dell elemento di tenuta, in senso ortogonale alla direzione di posa (con sfalsamento a quinconce) dei pannelli termoisolanti di forma rettangolare, posati in doppio strato, con sfalsamento sugli accostamenti tra uno strato e l altro